W dniach 19 grudnia 1939 roku – 19 stycznia 1940 roku okręt wziął udział w poszukiwaniach niemieckiego rajdera „Admiral Graf Spee”, a po jego samozatopieniu – okrętu zaopatrzeniowego „Altmark”. 29 grudnia 1939 roku „Fresnel” wykonał atak na napotkany statek handlowy, który odpowiedział ogniem zmuszając okręt do odwrotu. Niedoszłym niemieckim łamaczem blokady okazał się aliancki parowiec „Highland Patriot” (14 172 BRT). 27 marca 1940 roku „Fresnel” i „Espadon” w eskorcie uzbrojonego trawlera „Victoria” opuściły Casablankę i przepłynęły do Gibraltaru, a stamtąd „Fresnel” eskortowany przez niszczyciel wypłynął do Tulonu, który osiągnął 30 marca.
W czerwcu 1940 roku okręt znajdował się w Bizercie w składzie 3. dywizjonu okrętów podwodnych, a jego dowódcą był nadal kpt. mar. P.G. Daussy. 10 czerwca, po wypowiedzeniu wojny przez Włochy jednostka opuściła bazę, udając się na patrol. 22 czerwca, w dniu zawarcia zawieszenia broni między Francją a Niemcami, okręt przebywał w Bizercie. W wyniku jego postanowień „Fresnel” znalazł się pod kontrolą rządu Vichy w składzie 3. grupy okrętów podwodnych w Tulonie, gdzie został rozbrojony. 10 kwietnia 1941 roku „Fresnel” opuścił Tulon i w towarzystwie bliźniaczych jednostek „Henri Poincaré” i „Actéon” pokonał Cieśninę Gibraltarską i dotarł 16 kwietnia do Casablanki (w eskorcie awiza „”).